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绝境先锋——基于数字孪生底座的全地形应急救援步履式挖掘机器人

发布时间:2026-05-20

主要完成人:张天赐 所属单位:燕山大学

本项目依托起重机械关键技术全国重点实验室、河北省特种运载装备重点实验室及燕山大学工程机器人研究所等科研平台,由燕山大学 “高性能特种运载装备基础研究” 团队牵头开展。该团队在 “长江学者” 赵丁选教授带领下,长期深耕特种运载装备动力学控制、工程机械智能化开发与自主决策等领域,2018 年入选河北省 “巨人计划” 创新创业团队,完成多项重大科研项目,为项目研究提供了坚实的理论与技术支撑。 依托单位燕山大学已建成完备的实验条件与公共研究平台,拥有 2000㎡野外试验场,可模拟复杂作业工况;硬件方面配备徐工 ET120 步履式挖掘机样机、高性能计算与 GPU 平台、多通道动态数据采集系统、多型号激光

适用范围:

本项目以 “数字孪生底座 + 物理装备 + 场景应用” 一体化解决方案为核心,形成了区别于同类产品的核心技术壁垒与竞争优势。在装备本体层面,创新研发自适应多模态移动与调姿机构,突破传统工程机械在非结构化地貌中的通行局限,实现复杂地形下高通过性与高稳定性的协同,可深入常规装备难以抵达的应急现场。在智能控制层面,融合多源传感与先进算法,构建高精度环境感知与自主决策系统,实时完成地形重建、障碍识别与路径规划,相比同类产品具备更广的环境适应维度与更快的决策响应速度,大幅降低人工操作风险。 数字孪生技术的深度赋能是本项目的核心创新,通过搭建高保真数字孪生底座,实现物理装备与虚拟场景的实时双向映射,可在虚拟空间完成作业方案仿真推演、风险预判与流程优化,并将最优策略反向指导真实作业,形成 “虚拟预演 + 真实处置” 的全流程闭环,这是传统应急装备难以具备的核心能力。相比仅提供单一硬件或基础智能化的竞品,本项目从根本上提升了应急工程作业的安全性与效率,实现了从 “装备替代” 到 “智能赋能” 的跨越。 在关键技术指标上,项目在全地形适配性、虚实同步精度、作业稳定性及响应效率等核心维度均表现优异,有效填补了特种应急工程装备在复杂场景下的技术空白,核心技术自主性、场景适配深度及智能化水平均处于行业领先梯队,能够精准匹配雄安新区及河北省的高端应急装备需求,为行业技术升级提供了可复制、可推广的创新样板。

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